2016高考物理学史_2016年物理高考试卷及答案

1.首先发现通电导线周围存在磁场的物理学家是 （ ） A．安培 B．法拉第 C．奥斯特 D．特斯

2.物理学发展史求教

3.大家推荐几本学习这些物理基础的书，谢谢！

4.求高中物理学史，就是高考理综物理第一题的那个

5.高考物理主要内容

物理学史是研究物理学发生、发展的历史，是介绍物理学概念、定理、定律等发展与变革，以及人类对自然界各种物理现象的认识史。它不仅记述了物理实验与理论的发展过程，而且记述了物理学家的活动。著名哲学家马赫认为：物理学史的教学是对学生进行富有成效的科学教学的一种辅助手段[1]。1989年出版的《普及科学──美国2061计划》的总报告指出，“大部分科学概念是缓慢形成的，凝聚着许多研究人员的心血。没有历史实例，不论记忆多少一般概念，最多也不过是一些口号。[2]” 科学史与基础科学教育相结合可以说已是一种教育改革的必然趋势，我们教学的目的不是让学生知道“欧姆只是一个定律，科里奥利只是一个加速度，开尔文只是一个温度，阿伏伽德罗仅仅是一个数目”。

国内物理教育界对物理教材中应融入物理学史的做法也给与了充分肯定，2003年教育部颁布的《普通高中物理课程标准》（以下简称《课标》）提出教科书的编写要重视科学的发生与发展过程，应对科学过程所凝练和升华的科学思维方式和科学研究方法有较为精到的展示，使学习者汲取前辈科学家科学思维和研究方法的滋养，也要以鲜活的资料弘扬其科学精神和献身于科学的意志品质，使学习者受到生动的情感、态度与价值观的熏陶和感染，有利于健全人格的养成。根据《课标》编写的各种版本的高中物理课本，都不同程度地在内容上增加了很多历史知识，主要呈现在“科学足迹”、“科学漫步”、“STS”等栏目中。

从国内的关于高中物理课堂中物理学史教育的一项调查可以知道[3]：在物理教学中进行物理学史教育尚存在一些困难和制约因素，有教师认为高考中关于考察物理学史内容的考题几乎没有，他们在教学中就会削弱了对于物理学史教育的重视；有的认为在教学中进行物理学史教育有时占用了大量时间，有可能完成不了规定的教学内容；对学生来说，由于课业负担繁重，他们没有充足的时间去阅读课本以外的物理学史资料；教师普通认为加入物理学史素材毫无疑问是有利的，可是怎样加入，在实践中还缺乏将物理学史内容融入物理课程中的教学方法和策略。但不可否认的是，在实际中还存在有轻视物理学史作用的倾向，认为物理学史只不过是传授物理知识的载体，或者是物理教学内容的附加而已，实际上这种只关注物理知识的教学倾向，不利于学生科学素养的提升，低估、忽视了物理学史本身具有的教育价值。也有教师认为物理学史在高中物理教学有着十分重要的作用，但教学效果难以评价。笔者认为，并不能因其评价问题而放弃物理学史的教学，物理学史对学生的影响是在潜移默化中的、不知不觉中的，正像著名科学家杨振宁教授所说的那样“学习有两种办法，一个办法是按部就班的一个办法是渗透性的。很多东西是在不知不觉中，经过了一个较长时期的接触, 就自己也不知道什么时候已经懂了。”那么如何在高中物理教学中搞好物理学史的教育呢？笔者认为应从以下方面入手：

一、掌握物理学史的教学方法

（一）渗透法：所谓渗透法就是把与物理课程相关的物理学史知识恰当地穿插在物理课堂中来逐步开展物理学史教育的方法。物理学史的渗透可以以问题为线索来引入物理学家的轶闻趣事或者以往物理学家研究的过程或片断，可以是大篇幅，也可以是几句话，甚至一副图等，此举不仅可以缓解学习者的学习疲劳，激发物理学习的热情，可以使学生在心理上和情感上接近科学，增加物理学对学生的亲和力，开拓学生的视野，使学生更具有洞察力；还可以使他们以一种移情的方式设身处地体验以往科学家的探究过程，促使他们主动学习和建构知识，并形成严谨的科学态度。例如在探究产生感应电流的条件时，先提出问题“电流能产生磁场，那么磁场能否产生电流呢？若能产生，条件是什么？”接着介绍历史上安培、科拉顿、法拉第等科学家相继提出的利用磁生电的方法。在历史材料基础上，让学生讨论、提出几种产生感应电流的猜想：①将导线放在磁场中就能在导线中产生电流；②导体在磁场中运动能在导线中产生电流；③磁体运动，导体不动能在导线中产生电流；④导体和磁体都不动让穿过闭合电路磁场发生变化能在导线中产生电流。然后全班学生进行分组进行实验，根据事实得出结论：穿过闭合电路的磁通量发生变化，闭合电路中就有电流产生。还可以插入科拉顿在这方面的研究轶事：“科拉顿在法拉第发现之前，曾做过这样的实验，他把一个螺线管与电流计相连接，为了避免实验时磁铁对电流计指针的影响，他将电流计放在另一个房间。实验时，他将磁铁插入或抽出线圈以后，再跑到另一个房间去观察电流计指针的变化，结果当然什么也看不到了。”再让学生思考科拉顿没有成功的原因在什么地方，“科拉顿的方法暴露出他实验设计的不够严密，如果当时他能安排一名助手在另一房间观察电流计，那么他将最先在这一领域取得突破。这一事例从反面告诉我们思考问题和设计实验必修要科学周密，不能有任何疏忽。”但在课堂渗透时，千万不可为了迎合学生们的需要而讲大量的科学家轶事等等，这样会喧宾夺主，冲淡主要教学内容的学习。不能为了引入史料而引入史料，如果没有必要引入时，就不引入。既要注重与课本结合，注重与学生的认知能力结合，同时还要言简意赅。适时、适当、适度地的进行课堂渗透是一种有效的进行物理学史教育的主要途径。

（二）准历史法：所谓“准历史法”，就是在忠于历史事实的情况下，按照历史发展的顺序将与教学内容相关的物理学史料进行组织后贯穿在教学过程中来达到一定教学目的教学方法。这种方法要求科学的还原那些重要的历史足迹，是对历史最具体的重演，是很好的过程体验教学方式，而且在很大程度上符合学生的认知发展过程，让学生更容易理解和接受物理规律并从相关历史事件中广泛吸取科学的思想方法和研究方法以及所蕴含的科学精神与人文精神，把物理学史教育真正实践在课堂教学中[4]。具体步骤是：1． 将物理学理论（教学内容）的历史发展过程按问题起源—提出的工作假设—思辨以得出推论—实验或思想实验对推论进行检验—假设的修正及结论的推广进行整理，以形成教学内容的“准历史”过程。2． 将学生对物理知识（教学内容）的一般认知过程，即对物理现象的观察-提出问题-假设或猜测-实验探索-结论及对认知过程的反思，整合到已组织形成的教学内容的“准历史”过程中，形成具体的教学过程。例如，在学习牛顿第一定律时，先向学生提出问题：“根据生活中经验，有力作用在物体上，物体才运动，没有力的作用，物体就静止，这种说法正确吗？”然后让学生讨论形成自己的观点（假设），再向学生阐述历史人物对这个问题的思考，即亚里士多德及同时代的人也都有“物体受力而运动，不受力则停止”的认识。接下来，向学生阐明三百年前的物理学家伽利略认为这种认识是错误的，再向学生展现伽利略为推翻这一论断而如何质疑、如何进行实验验证的？最后慢慢让全班的立场都站到正确的或更具优势的认识上，使学生经历从错误到如何突破、再到正确认识的过程。再例如，在学习万有引力定律时，可以按照教材展现的人类对行星运动规律的认识的过程，先提出是什么原因使行星围绕太阳运动的问题，然后引导学生追寻牛顿的足迹，重演历史过程，动手和动脑，经历“发现”万有引力定律的过程，让他们在万有引力的简洁公式中看到了宇宙的统一与和谐。

二、重视物理学史课程资源的开发和利用

根据课程标准编写的物理教材尽管通过多样化的方式呈现了丰富多彩的物理学史内容，但这些内容还不能满足老师教学的需求，网络、课外读物等已经成为教师获取物理学史课程资源的重要渠道。教师可以从网络上获取物理学家奇特而伟大的构思和重大发现，以及他们的成功与失败等方面的材料展示给学生，或者让学生真搜集整理物理科学发展资料，自主地了解物理发展的历史，也可以定期举办物理学史讲座，讲座不一定要在大的会议室进行，教师可以灵活自主的选择在自习课的时间，在教室里或者以开主题班会的形式进行。在讲座过程中可以采用多媒体设施，播放一些科教系列片，这些都可以潜移默化的实现物理学史的教育功能。当然如何选择适合学生认知水平、便于学生理解和激发学生兴趣的讲座内容，则需要教师根据学生物理知识掌握情况及认知规律而确定，因为物理学家的思维水平与学生思维水平间存在着一定程度的差异，学生可能很难深刻地理解他们的思维方法和技巧。

三、提高教师物理学史教育的素养

教师具有的物理学史知识的丰富程度直接影响到他们在教学中对物理学史的自觉应用程度。物理教育理论指出，为更好地完成物理教育的目的任务，教师不能只掌握物理学本身的概念、规律和理论，物理教师最低限度要掌握物理学知识、物理学史知识、物理方法论知识这三方面的专业知识[5]。将物理学史知识列入物理教师必备的专业知识中，足见其重要性。教师只有对物理学史的内容有全面、深入的了解，才能对其作出合理取舍，设计出符合中学生思维和认识水平的教学方案，这同时要求教师能够创造性地使用教材，除选入教科学的物理学史知识外，还要补充与物理知识直接相关的物理学史内容。此外，教师还要特别关注物理学研究进程中出现的各种概念、学说、规律是怎样建立的、怎样形成的？这也是物理教师了解学生学习难点的有效途径。因为历史上物理学家在形成物理概念，发现物理规律的过程中所遇到的困难，所产生的种种想法（其中包括很多错误想法），所做出的种种判断（包括一些错误判断）等，学生在学习过程中往往也遇到过、产生过、做出过。熟知物理学史的教师，能够了解学生在学习过程中可能出现的问题和困难，进而将之作为教学重点和难点，并有针对性地帮助学生克服认识上的困难，排除误解和疑问，加深了他们对物理学知识结构的理解。

首先发现通电导线周围存在磁场的物理学家是 （ ） A．安培 B．法拉第 C．奥斯特 D．特斯

第一朵乌云出现在光的波动理论上，----迈克耳逊－莫雷实验与“以太”说

光波为什么能在真空中传播？它的传播介质是什么？物理学家给光找了个传播介质―“以太”，肯定了“以太”的存在，新的问题又产生了：地球以每秒30公里的速度绕太阳运动，就必须会遇到每秒30公里的“以太风”迎面吹来，同时，它也必须对光的传播产生影响。这个问题的产生，引起人们去探讨“以太风”存在与否。为了观测“以太风”是否存在，迈克耳逊）与莫雷合作，在克利夫兰进行了一个著名的“迈克耳逊－莫雷实验”，但是实验结果和却以太漂移说相矛盾。使科学家处于左右为难的境地。他们或者须放弃曾经说明电磁及光的许多现象的以太理论。如果他们不敢放弃以太，那末，他们必须放弃比“以太学”更古老的哥白尼的地动说。

第二朵乌云出现在关于能量均分的麦克斯韦-玻尔兹曼理论上。——黑体辐射与“紫外灾难”。

19世纪末，卢梅尔等人的著名实验―黑体辐射实验，发现黑体辐射的能量不是连续的，它按波长的分布仅与黑体的温度有关。为了解释黑体辐射实验的结果，物理学家瑞利和金斯认为能量是一种连续变化的物理量，建立起在波长比较长、温度比较高的时候和实验事实比较符合的黑体辐射公式。但是，这个公式推出，在短波区（紫外光区）随着波长的变短，辐射强度可以无止境地增加，这和实验数据相差十万八千里，是根本不可能的。所以这个失败被埃伦菲斯特称为“紫外灾难”。它的失败无可怀疑地表明经典物理学理论在黑体辐射问题上的失败，所以这也是整个经典物理学的“灾难”。

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物理学史研究人类对自然界各种物理现象的认识史，研究物理学发生和发展的基本规律，研究物理学概念和思想发展和变革的过程，研究物理学是怎样成为一门独立学科，怎样不断开拓新领域，怎样产生新的飞跃，它的各个分支怎样互相渗透，怎样综合又怎样分化。 物理学史

物理学是一门基础科学，它向着物质世界的深度和广度进军，探索物质世界及其运动的规律。它像一座知识的宝塔，基础雄厚，力学、热学、电学、光学以至于相对论、量子力学、核物理和粒子物理学、凝聚态物理学和天体物理学，形成了一座宏伟的大厦。它又像一棵大树，根深叶茂，从基根长出树干，从树干长出茂密的枝杈，又结出累累果实。它还像滚滚大江，汹涌澎湃，一浪高过一浪。然而，通过这些比喻，仍不足以说明物理学是怎样的一门不断发展的科学，只有了解了物理学发展的历史，才能更深刻地认识物理学的宏伟壮观。　通过物理学史的学习，不但能增长见识，加深对物理学的理解，更重要的是可以从中得到教益，开阔眼界，从前人的经验中得到启示。　本书的第1版是在我们讲物理学史课程时所写讲义的基础上扩充而成的。课程原名物理学史专题讲座，是为清华大学本科生开设的选修课。之所以叫专题讲座，是因为在理工科大学没有那么多时间，也没有必要按部就班地进行系统地讲授。那样既乏味又费时间。有些课题，我们没有讲到，同学们如果有兴趣，可以自己找书看。我们认为，与其平铺直叙地罗列一大堆史实，不如抓住若干典型，进行个例剖析，讲得深透些。什么是个例剖析？我们指的是就某一个事件、某一项发现或某一位科学家的成就进行充分的揭示，说明其前因后果、来龙去脉，不仅说有什么，还要说为什么。例如，可以问一问：为什么会出现那样的事件？为什么会发生新的突破？为什么会造就伟大的人物？分析其成功的要素，总结其经验教训，提炼出可供大家共享的精神财富。所以我们选了十几个专题，每讲一个专题，分析一个或几个例子，于是就叫专题讲座。讲座开了几届之后，又感到选修课不宜过专，不能让学生花费过多的精力阅读原始文献，但是有必要保留专题讲座的精华，即保留从个例剖析得到的各种有益启示，这些启示并不是生硬灌输给学生，而是通过真实的历史、 物理学史

实际的资料、生动的情景把学生引入历史的氛围，让他们自己去体会，自己去获取应该得到的启示。于是这门选修课就改名为《物理学史的启示》。这门课一开就是十几年。1993年，经过多次试用和修改补充的讲义终于正式出版，取名为《物理学史》。我们的工作得到了校内外许多师生的鼓励和关怀，其中包括老一辈的物理学家的指点和勉励。最让我们感到荣幸的是，我国著名物理学家钱三强教授曾经多次给我们以具体的指导，并亲自为我们作序。详见：郭奕玲，沈慧君.怀念钱三强先生.现代物理知识，1994（1）：41~44.　这些年来，《物理学史》一书被许多院校选为物理学史课程教材，也成了广大物理教师的参考书。这本书显示出了不少缺陷和错误，我们深感有加以修改和完善的必要。这次修改主要是针对如下几方面：　（1） 加强20世纪物理学各个分支的论述，其中包括相对论、量子理论、粒子物理学、现代光学、凝聚态物理学和天体物理学。　（2） 充分利用资料。　（3） 必要的增补和修改。　众多的同行多年来为我们提供物理学史资料，其中特别是Melba Phillips正值本书截稿之际，惊悉97岁的Melba Phillips已于2004年11月18日辞世，不胜怀念。教授。她和美国物理学会曾经给予我们多方面的帮助。Alan Franklin教授也是我们工作的积极支持者。我们对他们表示诚挚的感谢。我们还要感谢资料的版权所有者。由于是多年来从各种渠道收集到的，难以一一注明出处。

编辑本段目录

第一版序　

前言

第1章力学的发展

1.1历史概述1　1.2天文学的新进展揭开了科学革命的序幕3　1.3惯性定律的建立10　1.4伽利略的落体研究13　1.5万有引力定律的发现21　1.6《自然哲学之数学原理》和牛顿的大综合27　1.7碰撞的研究29　1.8牛顿以后力学的发展33　1.9牛顿的绝对时空观和马赫的批判37

第2章热学的发展

2.1历史概述40　2.2热现象的早期研究40　2.3热力学第一定律的建立47　2.4卡诺和热机效率的研究59　2.5绝对温标的提出62　2.6热力学第二定律的建立64　2.7热力学第三定律的建立和低温物理学的发展68　2.8气体动理论的发展72　2.9统计物理学的创立81

第3章电磁学的发展

3.1历史概述90　3.2早期的磁学和电学研究90　3.3库仑定律的发现94　3.4动物电的研究和伏打电堆的发明102　3.5电流的磁效应105　3.6安培奠定电动力学基础110　3.7欧姆定律的发现111　3.8电磁感应的发现113　3.9电磁理论的两大学派118　3.10麦克斯韦电磁场理论的建立119　3.11赫兹发现电磁波实验126　3.12麦克斯韦电磁场理论的发展130

第4章经典光学的发展

4.1历史概述132　4.2反射定律和折射定律的建立133　4.3牛顿研究光的色散136　4.4光的微粒说和波动说140　4.5光速的测定146　4.6光谱的研究150　第5章实验新发现和现代物理学革命157

5.1历史概述

5.219/20世纪之交的三大实验发现158　5.3“以太漂移”的探索170　5.4热辐射的研究180　5.5经典物理学的“危机”186

第6章相对论的建立和发展

6.1历史背景188　6.2爱因斯坦创建狭义相对论的经过191　6.3狭义相对论理论体系的建立198　6.4狭义相对论的遭遇和实验检验203　6.5广义相对论的建立205　6.6广义相对论的实验验证212

第7章早期量子论和量子力学的准备

7.1历史概述221　7.2普朗克的能量子假设221　7.3光电效应的研究224　7.4固体比热229　7.5原子模型的历史演变232　7.6α散射和卢瑟福有核原子模型237　7.7玻尔的定态跃迁原子模型和对应原理240　7.8索末菲和埃伦费斯特的贡献244　7.9爱因斯坦与波粒二象性250　7.10X射线本性之争252　7.11康普顿效应253

第8章量子力学的建立与发展

8.1历史概述258　8.2电子自旋概念和不相容原理的提出259　8.3德布罗意假说261　8.4物质波理论的实验验证262　8.5矩阵力学的创立267　8.6波动力学的创立268　8.7波函数的物理诠释270　8.8不确定原理和互补原理的提出271　8.9关于量子力学完备性的争论272　8.10量子电动力学的发展276

第9章原子核物理学和粒子物理学的发展

9.1历史概述282　9.2放射性的研究282　9.3人工核反应的初次实现287　9.4探测仪器的改善289　9.5宇宙射线和正电子的发现292　9.6中子的发现294　9.7人工放射性的发现298　9.8重核裂变的发现298　9.9链式反应303　9.10原子核模型理论304　9.11加速器的发明与建造305　9.12β衰变的研究和中微子的发现310　9.13介子理论和μ子的发现312　9.14奇异粒子的研究313　9.15弱相互作用中宇称不守恒和CP破坏的发现314　9.16强子结构和夸克理论316　9.17量子色动力学的建立318　9.18弱电统一理论的提出319　9.19夸克模型的发展321

第10章凝聚态物理学简史

10.1历史概述324　10.2固体物理学的早期研究325　10.3固体物理学的理论基础327　10.4固体物理学的实验基础330　10.5晶体管的发明330　10.6半导体物理学和实验技术的蓬勃发展334　10.7超导电性的研究339　10.8超流动性的发现343　10.9量子霍尔效应与量子流体的研究348　10.10非晶态物理的发展354　10.11高压物理学的发展357　10.12软物质物理学的兴起359

第11章现代光学的兴起

11.1激光科学的孕育和准备360　11.2微波激射器的发明365　11.3激光器的设想和实现367　11.4激光技术的发展374　11.5全息术的发明和应用377　11.6激光光谱学380　11.7非线性光学382　11.8量子光学384　11.9量子信息光学386　11.10原子光学389

第12章天体物理学的发展

12.1天体物理学的兴起395　12.2匹克林谱系之谜396　12.3恒星演化理论的建立399　12.4类星体的发现401　12.5宇宙背景辐射的发现402　12.6脉冲星的发现405　12.7星际有机分子的发现408　12.8黑洞的研究409　12.9暗物质和暗能量的探索411

第13章诺贝尔物理学奖

13.1诺贝尔物理学奖的设立416　13.2诺贝尔物理学奖的分布统计418　13.3时代划分420　13.4分类综述422

第14章

实验和实验室在物理学发展中的地位和作用　14.1实验在物理学发展中的作用452　14.2实验室在物理学发展中的地位455　第15章单位、单位制与基本常数简史470　15.1基本单位的历史沿革470　15.2单位制的沿革476　15.3基本物理常数的测定与评定480　15.4物理学的新发现对基本常数的影响486　结束语488　附录物理学大事年表493

编辑本段经典物理学-力学的发展史

物理学是研究物质及其行为和运动的科学。它是最早形成的自然科学之一，如果把天文学包括在内则有可能是名副其实历史最悠久的自然科学。最早的物理学著作是古希腊科学家亚里士多德的《物理学》。形成物理学的元素主要来自对天文学、光学和力学的研究，而这些研究通过几何学的方法统合在一起形成了物理学。这些方法形成于古巴比和古希腊时期，当时的代表人物如数学家阿基米德和天文学家托勒密；随后这些学说被传入阿拉伯世界，并被当时的阿拉伯科学家海什木等人发展为更具有物理性和实验性的传统学说；最终这些学说传入了西欧，首先研究这些内容的学者代表人物是罗吉尔·培根。然而在当时的西方世界，哲学家们普遍认为这些学说在本质上是技术性的，从而一般没有察觉到它们所描述的内容反映着自然界中重要的哲学意义。而在古代中国和印度的科学史上，类似的研究数学的方法也在发展中。　在这一时代，包含着所谓“自然哲学”（即物理学）的哲学所集中研究的问题是，在基于亚里士多德学说的前提下试图对自然界中的现象发展出解释的手段（而不仅仅是描述性的）。根据亚里士多德以及其后苏格拉底的哲学，物体运动是因为运动是物体的基本自然属性之一。天体的运动轨迹是正圆的，这是因为完美的圆轨道运动被认为是神圣的天球领域中的物体运动的内在属性。冲力理论作为惯性与动量概念的原始祖先，同样来自于这些哲学传统，并在中世纪时由当时的哲学家菲洛彭洛斯、伊本·西那、布里丹等人发展。而古代中国和印度的物理传统也是具有高度的哲学性的。

力学的历史背景

力学是最原始的物理学分支之一，而最原始的力学则是静力学。静力学源于人类文明初期生产劳动中所使用的简单机械，如杠杆、滑轮、斜面等。古希腊人从大量的经验中了解到一些与静力学相关的基本概念和原理，如杠杆原理和阿基米德定律。但直至十六世纪后，资本主义的工业进步才真正开始为西方世界的自然科学研究创造物质条件，尤其于地理大发现时代航海业兴起，人类钻研观测天文学所花费的心力前所未有，其中以丹麦天文学家第谷·布拉赫和德国天文学家、数学家约翰内斯·开普勒为代表。对宇宙中天体的观测也成为了人类进一步研究力学运动的绝佳领域。1609和1619年，开普勒先后发现开普勒行星运动三大定律，总结了老师第谷毕生的观测数据。

伽利略的动力学

在十七世纪的欧洲，自然哲学家逐渐展开了一场针对中世纪经院哲学的进攻，他们持有的观点是，从力学和天文学研究抽象出的数学模型将适用于描述整个宇宙中的运动。被誉为“现代自然科学之父”的意大利（或按当时地理为托斯卡纳大公国）物理学家、数学家、天文学家伽利略·伽利莱就是这场转变中的****。伽利略所处的时代正值思想活跃的文艺复兴之后，在此之前列奥纳多·达芬奇所进行的物理实验、尼古拉斯·哥白尼的日心说以及弗朗西斯·培根提出的注重实验经验的科学方法论都是促使伽利略深入研究自然科学的重要因素，哥白尼的日心说更是直接推动了伽利略试图用数学对宇宙中天体的运动进行描述。伽利略意识到这种数学性描述的哲学价值，他注意到哥白尼对太阳、地球、月球和其他行星的运动所作的研究工作，并认为这些在当时看来相当激进的分析将有可能被用来证明经院哲学家们对自然界的描述与实际情形不符。伽利略进行了一系列力学实验阐述了他关于运动的一系列观点，包括借助斜面实验和自由落体实验批驳了亚里士多德认为落体速度和重量成正比的观点，还总结出了自由落体的距离与时间平方成正比的关系，以及著名的斜面理想实验来思考运动的问题。他在1632年出版的著作《关于托勒密和哥白尼两大世界体系的对话》中提到：“只要斜面延伸下去，球将无限地继续运动，而且不断加速，因为此乃运动着的重物的本质。”，这种思想被认为是惯性定律的前身。但真正的惯性概念则是由笛卡尔于1644年所完成，他明确地指出了“除非物体受到外因作用，否则将永远保持静止或运动状态”，而“所有的运动本质都是直线的”。　伽利略在天文学上最著名的贡献是于1609年改良了折射式望远镜，并借此发现了木星的四颗卫星、太阳黑子以及金星类似于月球的相。伽利略对自然科学的杰出贡献体现在他对力学实验的兴趣以及他用数学语言描述物体运动的方法，这为后世建立了一个基于实验研究的自然哲学传统。这个传统与培根的实验归纳的方法论一起，深刻影响了一批后世的自然科学家，包括意大利的埃万杰利斯塔·托里拆利、法国的马林·梅森和布莱兹·帕斯卡、荷兰的克里斯蒂安·惠更斯、英格兰的罗伯特·胡克和罗伯特·波义耳。

牛顿三大定律和万有引力定律?

艾萨克·牛顿　1687年，英格兰物理学家、数学家、天文学家、自然哲学家艾萨克·牛顿出版了《自然哲学的数学原理》一书，这部里程碑式的著作标志着经典力学体系的正式建立。牛顿在人类历史上首次用一组普适性的基础数学原理——牛顿三大运动定律和万有引力定律——来描述宇宙间所有物体的运动。牛顿放弃了物体的运动轨迹是自然本性的观点（例如开普勒认为行星运动轨道本性就是椭圆的），相反，他指出，任何现在可观测到的运动、以及任何未来将发生的运动，都能够通过它们已知的运动状态、物体质量和外加作用力并使用相应原理进行数学推导计算得出。　伽利略、笛卡尔的动力学研究（“地上的”力学），以及开普勒和法国天文学家布里阿德在天文学领域的研究（“天上的”力学）都影响着牛顿对自然科学的研究。（布里阿德曾特别指出从太阳发出到行星的作用力应当与距离成平方反比关系，虽然他本人并不认为这种力真的存在）。1673年惠更斯独立提出了圆周运动的离心力公式（牛顿在1665年曾用数学手段得到类似公式），这使得在当时科学家能够普遍从开普勒第三定律推导出平方反比律。罗伯特·胡克、爱德蒙·哈雷等人由此考虑了在平方反比力场中物体运动轨道的形状，1684年哈雷向牛顿请教了这个问题，牛顿随后在一篇9页的论文（后世普遍称作《论运动》）中做了解答。在这篇论文中牛顿讨论了在有心平方反比力场中物体的运动，并推导出了开普勒行星运动三定律。其后牛顿发表了他的第二篇论文《论物体的运动》，在这篇论文中他阐述了惯性定律，并详细讨论了引力与质量成正比、与距离平方成反比的性质以及引力在全宇宙中的普遍性。这些理论最终都汇总到牛顿在1687年出版的《原理》一书中，牛顿在书中列出了公理形式的三大运动定律和导出的六个推论（推论1、2描述了力的合成和分解、运动叠加原理；推论3、4描述了动量守恒定律；推论5、6描述了伽利略相对性原理）。由此，牛顿统一了“天上的”和“地上的”力学，建立了基于三大运动定律的力学体系。　牛顿的原理（不包括他的数学处理方法）引起了欧洲大陆哲学家们的争议，他们认为牛顿的理论对物体运动和引力缺乏一个形而上学的解释从而是不可接受的。从1700年左右开始，大陆哲学和英国传统哲学之间产生的矛盾开始升级，裂痕开始增大，这主要是根源于牛顿与莱布尼兹各自的追随者就谁最先发展了微积分所展开的唇枪舌战。起初莱布尼兹的学说在欧洲大陆更占上风（在当时的欧洲，除了英国以外，其他地方都主要使用莱布尼兹的微积分符号），而牛顿个人则一直为引力缺乏一个哲学意义的解释而困扰，但他在笔记中坚持认为不再需要附加任何东西就可以推论出引力的实在性。十八世纪之后，大陆的自然哲学家逐渐接受了牛顿的这种观点，对于用数学描述的运动，开始放弃作出本体论的形而上学解释。

牛顿的绝对时空观?

牛顿的理论体系是建立在他的绝对时间和绝对空间的假设之上的，牛顿对时间和空间有着如下的理解：　“ 绝对的、真正的和数学的时间自身在流逝着，而且由于其本性而在均匀地、与任何外界事物无关地流逝着。 ”

“ 绝对空间，就其本性而言，是与外界任何事物无关而永远是相同的和不动的。 ”

—牛顿， 《自然哲学的数学原理》

牛顿从绝对时空的假设进一步定义了“绝对运动”和“绝对静止”的概念，为了证明绝对运动的存在性，牛顿还在1689年构思了一个理想实验，即著名的水桶实验。在水桶实验中，一个注水的水桶起初保持静止。当它开始发生转动时，水桶中的水最初仍保持静止，但随后也会随着水桶一起转动，于是可以看到水渐渐地脱离其中心而沿桶壁上升形成凹状，直到最后和水桶的转速一致，水面相对静止。牛顿认为水面的升高显示了水脱离转轴的倾向，这种倾向不依赖于水相对周围物体的任何移动。牛顿的绝对时空观作为他理论体系的基础假设，却在其后的两百年间倍受质疑。特别是到了十九世纪末，奥地利物理学家恩斯特·马赫在他的《力学史评》中对牛顿的绝对时空观做出了尖锐的批判。

编辑本段卡约里著《物理学史》

中译本版权信息

卡约里著《物理学史》

[1]书名：物理学史（A History of Physics）　作者：（美）弗·卡约里　译者：戴念祖译，范岱年校　出版社：广西师范大学出版社　版次：2002年10月第1版　印次：2002年10月第1次印刷，2002年12月第2次印刷　印数：1~10 000，10 001~15000　开本：787mm*1 092mm 1/16　印张：22.5　字数：325千字　定价：35.00元　ISBN：7-5633-3688-5

作者简介

弗·卡约里，美国著名数学家和科学史家，1859年生于瑞士，1875年回到美国，1930年卒于美国。他是美国数学学会、科学发展协会、科学史学会会员，还是国际科学史学会会员，著有《美国数学教学与数学史》《数学史》《北美洲和南美洲早期数学教学》《数学符号史》等著作。

译者简介

戴念祖，1942年生。现为中国科学院科学史研究所研究员。著有《中国力学史》《中国声学史》等，发表论文近百篇，数次荣获中国科学院自然科学奖。

内容简介

《物理学史》是一部早已为物理学界、科学史界所熟悉、重视和推崇的物理学通史，它叙述了从古代巴比伦时期至1925年物理学发展的重要历史事实。作者对于历史事实的取材及重大历史事件的描叙，态度是极为客观和严谨的，许多叙述甚至成为了哲学史、思想史的研究素材。此外，《物理学史》还描写了实验室的发展历程及现在出版的科学史著作中不再提及的历史事件或尚未引起人们注意的发展事实，这在科学史著作中是极少见并难能可贵的。　本书译者还为《物理学史》加上了中国物理学的发展简史，从而大大地丰富了该书的内容。《物理学史》在文后还附有参考文献和索引，便于读者深入研究和查索事实。 《物理学史》初版于1899年，1962年出了第6版，期间多次加印、修订。而相比之下，中国学者所著的多种版本的“物理学史”显得教条死板。

本书目录

再版序　第一版序　巴比伦人和埃及人　希腊人（力学、光学、电和磁、气象学、声学、原子论、希腊物理学研究的“失败”）　罗马人　阿拉伯人　中世纪时期的欧洲（火药和航海罗盘、流体静力学、光学）　文艺复兴（哥白尼体系、 力学、光学、电和磁、气象学、科学研究的归纳法）　17世纪（力学、光学、电和磁、气象学、声学）　18世纪（力学、光学、电和磁、气象学、声学）　19世纪（物质结构、光学、热学、电和磁、声学）　20世纪（放射现象、热学、光学、力学、物质结构、电和磁、声学、回顾、物理实验室的进化）　译后记　事项索引　人名索引

求高中物理学史，就是高考理综物理第一题的那个

小兄弟，你好。我是位学物理专业的大学生。你这问题我可以粗略的说一下。

首先我不可能向你推荐大学的物理教材，因为他们都主要是以高等数学（微积分、线性代数和数理统计）为数学工具，你肯定看不懂。所以向你推荐几本我看过的几本物理科普类著作吧

《量子物理史话》曹天元写的，前半部分介绍的是量子力学的发展历程以及一些著名科学家的非凡贡献，通过这本书你可以粗略了解一下量子力学。

《宇宙的琴弦》这是本讲超弦理论的书，符合你理论物理的胃口吧这部书语言非常通俗易懂，我想你能看明白一点的。

《费恩曼物理学讲义》第一卷主要是讲力学和热学，光学加一点狭义相对论。本来是不想推荐教材的，可是这本书你应该能看懂一部分，里面的数学不是太慢，因为美国的中学生高考只考到三角函数而已。这是部经典之作，现在很多大学教授都在看这本书。

弗?卡约里《物理学史》，这部书可能对你高考的物理学史方面的知识有所帮助。

现阶段，你要好好学习，尤其是数学和物理，另外外语也很重要。加油哦！

高考物理主要内容

高中物理学史

一、力学

1、1638年，意大利物理学家伽利略在《两种新科学的对话》中用科学推理论证重物体和轻物体下落一样快；并在比萨斜塔做了两个不同质量的小球下落的实验，证明了他的观点是正确的，推翻了古希腊学者亚里士多德的观点（即：质量大的小球下落快是错误的）；

2、17世纪，伽利略通过构思的理想实验指出：在水平面上运动的物体若没有摩擦，将保持这个速度一直运动下去；得出结论：力是改变物体运动的原因，推翻了亚里士多德的观点：力是维持物体运动的原因。

同时代的法国物理学家笛卡儿进一步指出：如果没有其它原因，运动物体将继续以同速度沿着一条直线运动，既不会停下来，也不会偏离原来的方向。

3、1687年，英国科学家牛顿在《自然哲学的数学原理》著作中提出了三条运动定律（即牛顿三大运动定律）。

4、20世纪初建立的量子力学和爱因斯坦提出的狭义相对论表明经典力学不适用于微观粒子和高速运动物体。

5、1638年，伽利略在《两种新科学的对话》一书中，运用观察－假设－数学推理的方法，详细研究了抛体运动。

6、人们根据日常的观察和经验，提出“地心说”，古希腊科学家托勒密是代表；而波兰天文学家哥白尼提出了“日心说”，大胆反驳地心说。

7、17世纪，德国天文学家开普勒提出开普勒三大定律；

8、牛顿于1687年正式发表万有引力定律；1798年英国物理学家卡文迪许利用扭秤实验装置比较准确地测出了引力常量；

9、1846年，英国剑桥大学学生亚当斯和法国天文学家勒维烈应用万有引力定律，计算并观测到海王星，1930年，美国天文学家汤苞用同样的计算方法发现冥王星。

10、我国宋朝发明的火箭是现代火箭的鼻祖，与现代火箭原理相同；

俄国科学家齐奥尔科夫斯基被称为近代火箭之父，他首先提出了多级火箭和惯性导航的概念。

11、1957年10月，苏联发射第一颗人造地球卫星；

1961年4月，世界第一艘载人宇宙飞船“东方1号”带着尤里加加林第一次踏入太空。

二、电磁学

12、1785年法国物理学家库仑利用扭秤实验发现了电荷之间的相互作用规律——库仑定律，并测出了静电力常量k的值。

13、16世纪末，英国人吉伯第一个研究了摩擦是物体带电的现象。

18世纪中叶，美国人富兰克林提出了正、负电荷的概念。

1752年，富兰克林在费城通过风筝实验验证闪电是放电的一种形式，把天电与地电统一起来，并发明避雷针。

14、1913年，美国物理学家密立根通过油滴实验精确测定了元电荷e电荷量，获得诺贝尔奖。

15、1837年，英国物理学家法拉第最早引入了电场概念，并提出用电场线表示电场。

16、1826年德国物理学家欧姆（1787-1854）通过实验得出欧姆定律。

17、1911年，荷兰科学家昂纳斯发现大多数金属在温度降到某一值时，都会出现电阻突然降为零的现象——超导现象。

18、19世纪，焦耳和楞次先后各自独立发现电流通过导体时产生热效应的规律，即焦耳定律。

19、1820年，丹麦物理学家奥斯特发现电流可以使周围的小磁针发生偏转，称为电流磁效应。

20、法国物理学家安培发现两根通有同向电流的平行导线相吸，反向电流的平行导线则相斥，并总结出安培定则（右手螺旋定则）判断电流与磁场的相互关系和左手定则判断通电导线在磁场中受到磁场力的方向。

21、荷兰物理学家洛伦兹提出运动电荷产生了磁场和磁场对运动电荷有作用力（洛伦兹力）的观点。

22、汤姆生的学生阿斯顿设计的质谱仪可用来测量带电粒子的质量和分析同位素。

23、1932年，美国物理学家劳伦兹发明了回旋加速器能在实验室中产生大量的高能粒子。

（最大动能仅取决于磁场和D形盒直径，带电粒子圆周运动周期与高频电源的周期相同）

24、1831年英国物理学家法拉第发现了由磁场产生电流的条件和规律——电磁感应定律。

25、1834年，俄国物理学家楞次发表确定感应电流方向的定律——楞次定律。

26、1835年，美国科学家亨利发现自感现象（因电流变化而在电路本身引起感应电动势的现象），日光灯的工作原理即为其应用之一。

三、热学

27、1827年，英国植物学家布朗发现悬浮在水中的花粉微粒不停地做无规则运动的现象——布朗运动。

28、1850年，克劳修斯提出热力学第二定律的定性表述：不可能把热从低温物体传到高温物体而不产生其他影响，称为克劳修斯表述。次年开尔文提出另一种表述：不可能从单一热源取热，使之完全变为有用的功而不产生其他影响，称为开尔文表述。

29、1848年 开尔文提出热力学温标，指出绝对零度是温度的下限。

30、19世纪中叶，由德国医生迈尔、英国物理学家焦尔、德国学者亥姆霍兹最后确定能量守恒定律。

21、1642年，科学家托里拆利提出大气会产生压强，并测定了大气压强的值。

四年后，帕斯卡的研究表明，大气压随高度增加而减小。

1654年，为了证实大气压的存在，德国的马德堡市做了一个轰动一时的实验——马德堡半球实验。

四、波动学

22、17世纪，荷兰物理学家惠更斯确定了单摆周期公式。周期是2s的单摆叫秒摆。

23、1690年，荷兰物理学家惠更斯提出了机械波的波动现象规律——惠更斯原理。

24、奥地利物理学家多普勒（1803-1853）首先发现由于波源和观察者之间有相对运动，使观察者感到频率发生变化的现象——多普勒效应。

五、光学

25、1621年，荷兰数学家斯涅耳找到了入射角与折射角之间的规律——折射定律。

26、1801年，英国物理学家托马斯?杨成功地观察到了光的干涉现象。

27、1818年，法国科学家菲涅尔和泊松计算并实验观察到光的圆板衍射——泊松亮斑。

28、1864年，英国物理学家麦克斯韦发表《电磁场的动力学理论》的论文，提出了电磁场理论，预言了电磁波的存在，指出光是一种电磁波，为光的电磁理论奠定了基础。

29、1887年，德国物理学家赫兹用实验证实了电磁波的存在，并测定了电磁波的传播速度等于光速。

30、1894年，意大利马可尼和俄国波波夫分别发明了无线电报，揭开无线电通信的新篇章。

31、1800年，英国物理学家赫歇耳发现红外线；

1801年，德国物理学家里特发现紫外线；

1895年，德国物理学家伦琴发现X射线（伦琴射线），并为他夫人的手拍下世界上第一张X射线的人体照片。

32、激光——被誉为20世纪的“世纪之光”。

六、波粒二象性

33、1900年，德国物理学家普朗克为解释物体热辐射规律提出能量子假说：物质发射或吸收能量时，能量不是连续的（电磁波的发射和吸收不是连续的），而是一份一份的，每一份就是一个最小的能量单位，即能量子E=hν，把物理学带进了量子世界；

受其启发1905年爱因斯坦提出光子说，成功地解释了光电效应规律，因此获得诺贝尔物理奖。

34、1922年，美国物理学家康普顿在研究石墨中的电子对X射线的散射时——康普顿效应，证实了光的粒子性。

35、1913年，丹麦物理学家玻尔提出了自己的原子结构假说，最先得出氢原子能级表达式，成功地解释和预言了氢原子的辐射电磁波谱，为量子力学的发展奠定了基础。

36、1885年，瑞士的中学数学教师巴耳末总结了氢原子光谱的波长规律——巴耳末系。

37、1924年，法国物理学家德布罗意大胆预言了实物粒子在一定条件下会表现出波动性；

1927年美、英两国物理学家得到了电子束在金属晶体上的衍射图案。电子显微镜与光学显微镜相比，衍射现象影响小很多，大大地提高了分辨能力，质子显微镜的分辨本能更高。

七、相对论

38、物理学晴朗天空上的两朵乌云：①迈克逊－莫雷实验——相对论（高速运动世界），

②热辐射实验——量子论（微观世界）；

39、19世纪和20世纪之交，物理学的三大发现：X射线的发现，电子的发现，放射性的发现。

40、1905年，爱因斯坦提出了狭义相对论，有两条基本原理：

①相对性原理——不同的惯性参考系中，一切物理规律都是相同的；

②光速不变原理——不同的惯性参考系中，光在真空中的速度一定是c不变。

狭义相对论的其他结论：

①时间和空间的相对性——长度收缩和动钟变慢（或时间膨胀）

②相对论速度叠加：光速不变，与光源速度无关；一切运动物体的速度不能超过光速，即光速是物质运动速度的极限。

③相对论质量：物体运动时的质量大于静止时的质量。

41、爱因斯坦还提出了相对论中的一个重要结论——质能方程式：E=mc2。

八、原子物理学

42、1858年，德国科学家普吕克尔发现了一种奇妙的射线——阴极射线（高速运动的电子流）。

43、1897年，汤姆生利用阴极射线管发现了电子，指出阴极射线是高速运动的电子流。说明原子可分，有复杂内部结构，并提出原子的枣糕模型。1906年，获得诺贝尔物理学奖。

44、1909－1911年，英国物理学家卢瑟福和助手们进行了α粒子散射实验，并提出了原子的核式结构模型。由实验结果估计原子核直径数量级为10 -15 m 。

45、1896年，法国物理学家贝克勒尔发现天然放射现象，说明原子核有复杂的内部结构。

天然放射现象：有两种衰变（α、β），三种射线（α、β、γ），其中γ射线是衰变后新核处于激发态，向低能级跃迁时辐射出的。衰变快慢与原子所处的物理和化学状态无关。

46、1919年，卢瑟福用α粒子轰击氮核，第一次实现了原子核的人工转变，发现了质子，

并预言原子核内还有另一种粒子——中子。

47、1932年，卢瑟福学生查德威克于在α粒子轰击铍核时发现中子，获得诺贝尔物理奖。

48、1934年，约里奥－居里夫妇用α粒子轰击铝箔时，发现了正电子和人工放射性同位素。

49、1896年，在贝克勒尔的建议下，玛丽-居里夫妇发现了两种放射性更强的新元素——钋（Po）镭（Ra）。

50、1939年12月，德国物理学家哈恩和助手斯特拉斯曼用中子轰击铀核时，铀核发生裂变。

51、1942年，在费米、西拉德等人领导下，美国建成第一个裂变反应堆（由浓缩铀棒、控制棒、减速剂、水泥防护层等组成）。

52、1952年美国爆炸了世界上第一颗氢弹（聚变反应、热核反应）。人工控制核聚变的一个可能途径是：利用强激光产生的高压照射小颗粒核燃料。

53、粒子分三大类：媒介子－传递各种相互作用的粒子，如：光子；

轻子－不参与强相互作用的粒子，如：电子、中微子；

高考物理知识点Ⅰ、复习要点

一、高考物理知识点体系

现行高中物理教材主要分：力、热、电、光、原子五个部分．综合复习中，既可以根据各部分的内容特点，分别整理出各自的体系或主要线索，也可以不受传统的五部分限制，重新归纳、整理。例如，高考物理知识点总结可概括为四大单元（物理实验与物理学史单元除外）。

（一）力和运动

物体的运动变化（包括带电粒子在电场、磁场中的运动）与受力作用有关。其中力的种类计有：重力（包括万有引力）、弹力、摩擦力、浮力、电场力、磁场力（分安培力和洛舍兹力）以及分子力（包括表面张力），核力等。每种力有不同的产生原因及其特征。物体的运动形式又可分为：平衡（包括静止、匀速直线运动、匀速转动）、匀变速运动（包括匀变速直线运动、平抛、斜抛）、匀速圆周运动、振动、波动等。每一种运动形式有不同的物理条件及基本规律（或特征）。力和运动的关系以五条重要规律为纽带联系起来。

（二）功和能

1．功重力功、弹力功、摩擦力功、浮力功、电场力功、磁场力功、分子力功、核力功。

2.能注意不同形式的能及能的转换与守恒。

3.功能关系做功的过程就是能从一种形式转化为另一种形式的过程。功是能的转化的量度。

（三）物质结构

（四）应用技术的基础知识现行高中物理有关应用技术的基础知识有：声现象（乐音、噪声、共鸣等多、静电技术（静电平衡、静电屏蔽、电容储电等）、交流电应用（交流电产生、特征、规律、简单交流电路、三相交流电及其连接、变压器，远距离送电等）、无线电技术初步（电磁振荡产生、调制、发送、电谐振、检波、放大、整流等）、光路控制与成像（光的反射与折射定律、基本光学元件特性及常用光学仪器）、光谱与光谱分析、放射性及同位素、核反应堆等。经过这样的归纳、整理，全部高中物理知识可浓缩在几张小卡片纸上，便于领会和应用。 Ⅱ、归纳思维方式

分析问题最基本的思维方式有两种：综合法和分析法．

综合法是从已知量着手，根据题中给定的物理状态或物理过程。“顺流而下”，直到把待求量跟已知量的关系全部找出来为止。

分析法则“逆流上朔”。从题中所要求解的未知量开始。首先找出直接回答题目所求的定律或公式。在这些关系式电。除了待求的未知量外，还会包含着某些过渡性的未知量。然后再根据这些过渡性来知量与题中已知条件之间的关系，引用新的关系式，逐步上朔，直到把所有的未知量都能用已知量表示出来为止。有些问题（如静力平衡问题等），它的物理过程并不能很明确地分成几个互相衔接的阶段或者各个过程中的未知量互相交织，互有牵连，此时常可以不分先后。只根据问题所描述的物理状态（或物理过程）的相互联系。列出用某个状态（或过程）有关的独立方程式，联立求解。原则上，任何一个题目都可以从这两种思维方式着手求解。值得注意的是，解决具体问题时，不必拘泥于刻板的程式，而是应该侧重于对问用中所描述的状态（或过程）的分析推理，着力找出解题的关键所在，并以此为突破口下手．同时应联合运用其他的思维技巧，如等效变换，对称性、反证法、假设法、类比、逻辑推理等。

Ⅲ、综合数学技巧

运用数学技巧，包含着极其丰富的内容。总体上要求能运用数学工具和语言，表述物理概念和规律；对物理问题进行推理、论证和变换；处理实验数据；导出球验证物理规律；进行准确的演算等。就解决某帧体的物理问回而言，要求能灵活地运用多种数学工具（如方程、此例、函数、图象、不等式、指数和对数、数列、极限、极值、数学归纳、三角、平面解析几何等）。综合复习中可全面概述其在物理中的典型应用，并侧重于比例、函数及其图象（包括识图、用图、作图）、以及运用数学递推方法从特解导出通解等。必须注意，运用数学仅是研究物理问题的一种有力的工具，侧重点还是应放在对问题中物理内容的分析上．对大多数能从物理本质上着手解决的问题，一般不必要求作严格的数学论证。

Ⅳ、检查知识缺陷

整理体系、抓住主线索后，还需做好检查知识缺陷的工作。应注意自觉看书，尤其不能疏忽那些应用性强、包含（或隐含）着物理内容的“知识角落”。如对某些实验的装置、原理的理解；某些自然现象的解释；物理原理在生产技术上的应用以及与高中物理有关的科技新动态和重要的物理学史实等．不少学生由于缺乏良好的学习习惯戏迷恋于复习资料中，往往会在这些方面失分。如以往考试中解释太阳光谱中暗线的形成）；分光镜的结构；低压汞蒸汽光谱；三相变压器及超导现象；直线加速器；日光灯接法；电磁感应现象的发现者等。在综合复习中应予以足够的重视。 热学辅导

热学包括分子动理论、热和功、气体的性质几部分。

一、重要概念和规律

1．分子动理论

物质是由大量分子组成的；分子永不停息的做无规则运动；分子间存在相互作用的引力和斥力。说明：（1）阿伏伽德罗常量NA=6.02X1023摩-1。它是联系宏观量和微观量的桥梁，有很重要的意义；（2）布朗运动是指悬浮在液体（或气体）里的固体微粒的无规则运动，不是分子本身的运动。它是由于液体（或气体）分子无规则运动对固体微粒碰撞的不均匀所造成的。因此它间接反映了液体（或气体）分子的无序运动。

2.温度

温度是物体分子热运动的平均动能的标志。它是大量分子热运动的平均效果的反映，具有统计的意义，对个别分子而言，温度是没有意义的。任何物体，当它们的温度相同时，物体内分子的平均动能都相同。由于不同物体的分子质量不同，因而温度相同时不同物体分子的平均速度并不一定相同。

3．内能

定义物体里所有分子的动能和势能的总和。决定因素：物质数量（m）．温度（T）、体积（V）。改变方式做功——通过宏观机械运动实现机械能与内能的转换；热传递——通过微观的分子运动实现物体与物体间或同一物体各部分间内能的转移。这两种方式对改变内能是等效的。定量关系△E=W＋Q（热力学第一定律）。

4．能量守恒定律

能量既不会凭空产生，也不会凭空消旯它产能从一种形式转化为别的形式，或者从一个物体转移到别的物体。必须注意：不消耗任何能量，不断对外做功的机器（永动机）是不可能的。利用热机，要把从燃料的化学能转化成的内能，全部转化为机械能也是不可能的。

5.理想气体状态参量

理想气体始终遵循三个实验定律（玻意耳定律、查理定律、盖?吕萨克定律）的气体。描述一定质量理想气体在平衡态的状态参量为：温度气体分子平均动能的标志。体积气体分子所占据的空间。许多情况下等于容器的容积。压强大量气体分子无规则运动碰撞器壁所产生的。其大小等于单位时间内、器壁单位面积上所受气体分子碰撞的总冲量。内能气体分子无规则运动的动能．理想气体的内能仅与温度有关。

6.一定质量理想气体的实验定律

玻意耳定律：PV=恒量；查理定律：P/T=恒量；盖?吕萨克定律：V/T=恒量。

7.一定质量理想气体状态方程

PV/T=恒量

说明（1）一定质量理想气体的某个状态，对应于P一V（或P－T、V-T）图上的一个点，从一个状态变化到另一个状态，相当于从图上一个点过渡到另一个点，可以有许多种不同的方法。如从状态A变化到B，可以经过的过程许多不同的过程。为推导状态方程，可结合图象选用任意两个等值过程较为方便。（2）当气体质量发生变化或互有迁移（混合）时，可采用把变质量问题转化为定质量问题，利用密度公式、气态方程分态式等方法求解。

二、重要研究方法

1、微观统计平均

热学的研究对象是由大量分子组成的．其宏观特性都是大量分子集体行为的反映。不可能同时也无必要像力学中那样根据每个物体（每个分子）的受力情况，写出运动方程。热学中的状态参量和各种现象具有统计平均的意义。因此，当大量分子处于无序运动状态或作无序排列时，所表现出来的宏观特性——如气体分子对器壁的压强、非晶体的物理属性等都显示出均匀性。当大量分子作有序排列时，必显示出不均匀性，如晶体的各自异性等。研究热学现象时，必须充分领会这种统计平均观点。

2．物理图象

气体性质部分对图象的应用既是一特点，也是一个重要的方法。利用图象常可使物理过程得到直观、形象的反映，往往使对问题的求解更为简便。对物理图象的要求，不仅是识图、用图，而且还应变图一即作图象变换。如图P-V图变换成p-T图或V-T图等。

3.能的转化和守恒

各种不同形式的能可以互相转化，在转化过程中总量保持不变。这是自然界中的一条重要规律。也是指导我们分析研究各种物理现象时的一种极为重要的思想方法。在本讲中各部分都有广泛的渗透，应牢固把握。

三、基本解题思路

热学部分的习题主要集中在热功转换和气体性质两部分，基本解题思路可概括为四句话：

1．选取研究对象．它可以是由两个或几个物体组成的系统或全部气体和某一部分气体。（状态变化时质量必须一定。）

2．确定状态参量.对功热转换问题，即找出相互作用前后的状态量，对气体即找出状态变化前后的p、V、T数值或表达式。

3、认识变化过程.除题设条件已指明外，常需通过究对象跟周围环境的相互关系中确定。

4．列出相关方程. 光学辅导

光学包括两大部分内容：几何光学和物理光学．几何光学（又称光线光学）是以光的直线传播性质为基础，研究光在煤质中的传播规律及其应用的学科；物理光学是研究光的本性、光和物质的相互作用规律的学科．

一、重要概念和规律

（一）几何光学基本概念和规律

1、基本规律

光源发光的物体．分两大类：点光源和扩展光源．点光源是一种理想模型，扩展光源可看成无数点光源的集合．光线——表示光传播方向的几何线．光束通过一定面积的一束光线．它是温过一定截面光线的集合．光速——光传播的速度。光在真空中速度最大。恒为C=3×108m/s。丹麦天文学家罗默第一次利用天体间的大距离测出了光速。法国人裴索第一次在地面上用旋转齿轮法测出了光这。实像——光源发出的光线经光学器件后，由实际光线形成的．虚像——光源发出的光线经光学器件后，由发实际光线的延长线形成的。本影——光直线传播时，物体后完全照射不到光的暗区．半影——光直线传播时，物体后有部分光可以照射到的半明半暗区域．

2．基本规律

（1）光的直线传播规律先在同一种均匀介质中沿直线传播。小孔成像、影的形成、日食、月食等都是光沿直线传播的例证。

（2）光的独立传播规律光在传播时虽屡屡相交，但互不扰乱，保持各自的规律继续传播。

（3）光的反射定律反射线、人射线、法线共面；反射线与人射线分布于法线两侧；反射角等于入射角。

（4）光的折射定律折射线、人射线、法织共面，折射线和入射线分居法线两侧；对确定的两种介质，入射

角（i）的正弦和折射角（r）的正弦之比是一个常数．介质的折射串n=sini/sinr=c/v。全反射条件①光从光密介质射向光疏介质；②入射角大于临界角A，sinA=1/n。

（5）光路可逆原理光线逆着反射线或折射线方向入射，将沿着原来的入射线方向反射或折射．

3．常用光学器件及其光学特性

（1）平面镜点光源发出的同心发散光束，经平面镜反射后，得到的也是同心发散光束．能在镜后形成等大的、正立的虚出，像与物对镜面对称。

（2）球面镜凹面镜有会聚光的作用，凸面镜有发散光的作用．

（3）棱镜光密煤质的棱镜放在光疏煤质的环境中，入射到棱镜侧面的光经棱镜后向底面偏折。隔着棱镜看到物体的像向项角偏移。棱镜的色散作用复色光通过三棱镜被分解成单色光的现象。

（4）透镜在光疏介质的环境中放置有光密介质的透镜时，凸透镜对光线有会聚作用，凹透镜对光线有发散作用．透镜成像作图利用三条特殊光线。成像规律1/u+1/v=1/f。线放大率m=像长/物长=|v|/u。说明①成像公式的符号法则——凸透镜焦距f取正，凹透镜焦距f取负；实像像距v取正，虚像像距v取负。②线放大率与焦距和物距有关．

（5）平行透明板光线经平行透明板时发生平行移动（侧移）．侧移的大小与入射角、透明板厚度、折射率有关。

4．简单光学仪器的成像原理和眼睛

（1）放大镜是凸透镜成像在。u<f时的应用。通过放大饼在物方同地看到正立虚像。

（2）照相机是凸透镜成像在u＞2f时的应用．得到的是倒立缩小施实像。

（3）幻灯机是凸透镜成像在f＜u＜2f时的应用。得到的是倒立放大的实像．

（4）显微镜由短焦距的凸透镜作物镜，长焦距的透镜作目镜所组成。物体位于物镜焦点外很靠近焦点处，经物镜成实像于目镜焦点内很靠近焦点处。再经物镜在同侧形成一放大虚像（通常位于明视距离处）。

（5）望远镜由长焦距的凸透镜作物镜，辕焦距的〕透镜作目镜所组成。极远处至物镜的光可看成平行光，经物镜成中间像（倒立、缩小、实像）于物镜焦点外很靠近焦点处，恰位于目镜焦点内，再经目镜成虚像于极远处（或明视距离处）。

（6）眼睛等效于一变焦距照相机，正常人明视距约25厘米。明视距离小子25厘米的近视眼患者需配戴凹透镜做镜片的眼镜；明视距离大于25厘米的远视25者需配戴凸透镜做镜片的眼镜。

（二）物理光学——人类对光本性的认识发展过程

（1）微粒说（牛顿）基本观点认为光像一群弹性小球的微粒。实验基础光的直线传播、光的反射现象。困难问题无法解释两种媒质界面同时发生的反射、折射现象以及光的独立传播规律等。

（2）波动说（惠更斯）基本观点认为光是某种振动激起的波（机械波）。实验基础光的干涉和衍射现象。

①个的干涉现象——杨氏双缝干涉实验

条件两束光频率相同、相差恒定。装置（略）。现象出现中央明条，两边等距分布的明暗相间条纹。解释屏上某处到双孔（双缝）的路程差是波长的整数倍（半个波长的偶数倍）时，两波同相叠加，振动加强，产生明条；两波反相叠加，振动相消，产生暗条。应用检查平面、测量厚度、增强光学镜头透射光强度（增透膜）．

②光的衍射现象——单缝衍射（或圆孔衍射）

条件缝宽（或孔径）可与波长相比拟。装置（略）。现象出现中央最亮最宽的明条，两边不等距发表的明暗条纹（或明暗乡间的圆环）。困难问题难以解释光的直进、寻找不到传播介质。

（3）电磁说（麦克斯韦）基本观点认为光是一种电磁波。实验基础赫兹实验（证明电磁波具有跟光同样的性质和波速）。各种电磁波的产生机理无线电波自由电子的运动；红外线、可见光、紫外线原子外层电子受激发；x射线原子内层电子受激发；γ射线原子核受激发。可见光的光谱发射光谱——连续光谱、明线光谱；吸收光谱（特征光谱。困难问题无法解释光电效应现象。

（4）光子说（爱因斯坦）基本观点认为光由一份一份不连续的光子组成每份光子的能量E=hν。实验基础光电效应现象。装置（略）。现象①入射光照到光电子发射几乎是瞬时的；②入射光频率必须大于光阴极金属的极限频率ν。；

③当ν＞v。时，光电流强度与入射光强度成正比；④光电子的最大初动能与入射光强无关，只随着人射光灯中的增大而增大。解释①光子能量可以被电子全部吸收．不需能量积累过程；②表面电子克服金属原子核引力逸出至少需做功（逸出功）hν。；③入射光强。单位时间内入射光子多，产生光电子多；④入射光子能量只与其频率有关，入射至金属表，除用于逸出功外。其余转化为光电子初动能。困难问题无法解释光的波动性。

（5）光的波粒二象性基本观点认为光是一种具有电磁本性的物质，既有波动性。又有粒子性。大量光子的运动规律显示波动性，个别光子的行为显示粒子性。实验基础微弱光线的干涉，X射线衍射．

二、重要研究方法

1．作图锋几何光学离不开光路图。利用作图法可以直观地反映光线的传播，方便地确定像的位置、大小、倒正、虚实以及成像区域或观察范围等．把它与公式法结合起来，可以互相补充、互相验证。

2．光路追踪法用作图法研究光的传播和成像问题时，抓住物点上发出的某条光线为研究对象。不断追踪下去的方法．尤其适合于研究组合光具成多重保的情况。

3．光路可逆法在几何光学中，一所有的光路都是可逆的，利用光路可逆原理在作图和计算上往在都会带来方便。 实验辅导

物理学是一门以实验为基础的科学。近年来对学生物理知识的各种全面测试中（如高考等）也非常重视对学生实验能力的考查。因此，物理实验的复习是整个总复习中不可缺少的一个重要组成部分．

一、实验的基本类型和要求

中学物理学生实验大体可以分为四范其要求如下：

1．基本仪器的使用除了初中已接触过的常用仪器（如天平秤、弹簧秤、压强计、气压计、温度计、安培计、伏特计等）外．高中又学习了打点计时器、螺旋测微器、游标卡尺、万用电表等，要求了解仪器的基本结构，熟悉各主要部件的名称，懂得工作（测量）原理，掌握合理的操作方法，会正确读数，明确使用注意事项等．

2．基本物理量的测量初中物理中巴学过长度、时间、质量、力、温度、电流强度、电压等物理量的测量，高中物理进一步学习了对微小长度和极短时间、加速度（包括g）、速度、电阻和电阻率、电动势、折射率、焦距等物理量的测量。要求明确被测物理量的含义，懂得具体的测量原理。掌握正确的实验方法（包括了解实验仪器、器材的规格性能、会安装和调试实验装置、能选择合理的实验步骤，正确进行数据测量以及能分析和排除实验中出现的常见故障等），妥善处理实验数据并得出结果。

3．验证物理规律计有验证共点力合成的平行四边形定则、有固定转动轴物体的平衡条件、牛顿第二定律、机械能守恒定律、玻意耳定律等。其要求与物理量的测量相同，着重注意分析实验误差，并能有效地采取相应措施尽量减少实验误差，提高准确度。

4．观察、研究物理现象，组装仪器如研究平抛运动、弹性碰撞、描绘等势线、研究电磁感应现象、变压器的作用、观察光的衍射现象。把电流计改装为伏特计等．其中，对观察型实验，只要求会正确使用仪器，显示出（或观察到）物理现象，并通过直觉的观察定性了解影响该现象的有关因素。对研究型实验（包括组装仪器），要求不仅能使用仪器，掌握正确的实验研究方法，把有关现象的物理内客反映出来；或把有关参数测量出来，还能够通过具体的测量作进一步的定量研一究或实验设计。

二、实验的设计思想

在中学物理实验中涉及的主要设计思想为：

1．垒积放大法把某些物理量（有时往在是难以直接测量的测量的微小量）累积后测量，或把它们放大后显示出来的一种方法。如通过若干次全振动的时间测出单摆的振动周期；把员杨螺杆的微小进退．通过周长较大的可动到度盘显示出来（螺旋测微器）等。

2．平衡法根据物理系统内普遍存在的对立的、矛盾的双方使系统偏离平衡的物理因素，列出对应的平衡方程式，从而找出影响平衡的一种方法如用天平测质量、验证有固定转动因乎衔条件、验证玻意耳定律等。

3．控制法在多因素的物理现象中，可以先控制某些量不变，依次研究某一个因素对现象产生影响的一种方法。如牛顿第二定律实验。可以先保持质量一定，研究加速度与力的关系等。

4.转换法用某些容易直接测量，（或显示）的量（或现象）代替不容易直接测（或显示）的量（或现象）。或者根据研究对象在一定条件下可以有相同的效果作间接的观察、测量。如把流逝的时间转换成振针周期性的振动；把对电流、电压、电阻的测量转换成对指针偏角的测量；用从等高处抛出的两球的水平位移代替它们的速度等。

5.留迹法把瞬息即逝的（位置、轨迹、图象等）记录下来的一种方法。如通过纸带上打出的小点记录小车的位置Z用描述法画出平抛物体的运动轨迹；用示波器显示变化的波形等。

三、实验验数据处理

数据处理是对原始实验记录的科学加工。通过数据处理，往往可以从一堆表面上难以觉察的、似乎毫无联系的数据中找出内在的规律，在中学物现中只要求掌握数据处理的最简单的方法．

1．列表法把被测物理量分类列表表示出来。通常需说明记录表的要求（或称为标题）、主要内容等。表中对各物理量的排列月惯上先原始记录数据，后计算果。列表法可大体反映某些因素对结果的影响效果或变化趋势，常用作其他数据处理方法的一种辅助手段。

2．算术平均值法把待测物理量的若干次测且值相加后除以测量次数。必须注意，求取算术平均值时，应按原测量仪器的准确度决定保留有效数字的位数。通常可先计算比直接测量值多一位，然后再四会五入。

3．图象法把实验测得的量按自变量和应变量的函数关系在坐标平面上用图象直观地显示出来．根据实验数据在坐标纸上画出图象时。最基本的要求是：

（1）两坐标轴要选取恰当的分度

（2）要有足够多的描点数目

（3）画出的图象应尽是穿过较多的描点在图象呈曲线的情况下，可先根据大多数描点的分布位置（个别特殊位置的奇异点可舍去），画出穿过尽可能多的点的草图，然后连成光滑的曲线，避免画成拆线形状。

四、实验误差分析

测量值与待测量真实值之差，称为测量误差。主要来源于仪器（如性能和结构的不完善）、环境（如温度、湿度、外磁场的影响等）、实验方法（如实验方法粗糙、实验理论不完善等）、人为因素（如观测者个人的生理、心理习惯、不同观察者的反应快慢不一等）四方面。在中学物理中只要求定性分析实验误差的主要原因，了解绝对误差和相对误差的概念。